L'interaction au service de l'optimisation à grande échelle des entrepôts de données relationnels

• Auteur / Autrice : Amira Kerkad
• Direction : Ladjel Bellatreche, Dominique Geniet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et applications
• Date : Soutenance le 11/12/2013
• Etablissement(s) : Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pedro Nuno San-Banto Furtado, René Schott
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christine Collet, Bruno Defude

Mots clés

Mots clés contrôlés

Entrepôts de données

Bases de données relationnelles

Bases de données -- Interrogation

Bases de données -- Conception

Mots clés libres

Optimisation des requêtes

Interaction

Support de stockage

Query optimization

Interaction

Storage device

Résumé

La technologie de base de données est un environnement adéquat pour l’interaction. Elle peutconcerner plusieurs composantes du SGBD : (a) les données, (b) les requêtes, (c) les techniques d’optimisationet (d) les supports de stockage. Au niveau des données, les corrélations entre les attributs sont très communesdans les données du monde réel, et ont été exploitées pour définir les vues matérialisées et les index. Au niveaurequêtes, l’interaction a été massivement étudiée sous le problème d’optimisation multi-requêtes. Les entrepôtsde données avec leurs jointures en étoile augmentent le taux d’interaction. L’interaction des requêtes a étéemployée pour la sélection des techniques d’optimisation comme les index. L’interaction contribue égalementdans la sélection multiple des techniques d’optimisation comme les vues matérialisées, les index, lepartitionnement et le clustering. Dans les études existantes, l’interaction concerne une seule composante. Danscette thèse, nous considérons l’interaction multi-composante, avec trois techniques d’optimisation, où chacuneconcerne une composante : l’ordonnancement des requêtes (niveau requêtes), la fragmentation horizontale(niveau données) et la gestion du buffer (niveau support de stockage). L’ordonnancement des requêtes (OR)consiste à définir un ordre d’exécution optimal pour les requêtes pour permettre à quelques requêtes debénéficier des données pré-calculées. La fragmentation horizontale (FH) divise les instances de chaque relationen sous-ensembles disjoints. La gestion du buffer (GB) consiste à allouer et remplacer les données dans l’espacebuffer disponible pour réduire le coût de la charge. Habituellement, ces problèmes sont traités soit de façonisolée ou par paire comme la GB et l’OR. Cependant, ces problèmes sont similaires et complémentaires. Uneformalisation profonde pour le scénario hors-ligne et en-ligne des problèmes est fournie et un ensembled’algorithmes avancés inspirés du comportement naturel des abeilles sont proposés. Nos propositions sontvalidées en utilisant un simulateur et un SGBD réel (Oracle) avec le banc d’essai star schema benchmark àgrande échelle.

The database technology is an adequate environment for the interaction. It may concern severalcomponents of the DBMS: (a) the data, (b) the queries, (c) the optimization techniques and (d) the devices. Atthe data level, correlations between attributes are extremely common in the real world relational data, and havebeen exploited to define materialized views and indexes. At the query level, interaction has been massivelystudied under the problem of multi-query optimization. The data warehouses with their star join queriesincrease the rate of the interaction. The query interaction has been used for selecting optimization techniquessuch as indexes. The interaction also contributes in selecting multiple optimization techniques such asmaterialized views, indexes, data partitioning and the clustering. In existing studies, the interaction concernsonly one component. In this thesis, we consider the multi-component interaction, with three optimizationtechniques, where each one concerns one component: the query scheduling (query level), the horizontal datapartitioning (data level) and the buffer management (device level). The query scheduling (QS) consists indefining an optimal order of executing queries to allow some queries to get benefit from already processed data.The horizontal data partitioning (HDP) divides the instances of each relation into disjoint subsets. The buffermanagement (BM) consists in allocating and replacing data in the buffer pool to lower the cost of queries.Usually, these problems are treated either in isolation or pairwise such as BM and QS. However, these problemsare similar and complementary. A deep formalization for off-line and online scenario of these problems is givenand advanced algorithms inspired from natural bees behavior are proposed. Our proposal has been validatedusing a simulator and real DBMS (Oracle) using a large scale of star schema benchmark.